Mga wire at cable ng overhead na mga linya ng kuryente

Naka-on linya ng hangin paghahatid ng kuryente boltahe sa itaas 1000 V, ang mga hubad na wire at cable ay ginagamit. Sa pagiging nasa labas, nalantad sila sa atmospera (hangin, yelo, mga pagbabago sa temperatura) at nakakapinsalang mga dumi mula sa nakapaligid na hangin (mga sulfur na gas mula sa mga kemikal na halaman, asin sa dagat) at samakatuwid ay dapat magkaroon ng sapat na lakas ng makina at lumalaban sa kaagnasan (kalawang ).

Sa kasalukuyan, natagpuan ng mga steel-aluminum conductor ang pinakadakilang aplikasyon sa mga overhead na linya.

Noong nakaraan, ang mga wire na tanso ay ginagamit sa mga overhead na linya, at ngayon ay ginagamit ang aluminyo, bakal-aluminyo at bakal, at sa ilang mga kaso, ang mga wire ng mga espesyal na aluminyo na haluang metal - eldrium, atbp. Ang mga kable ng proteksyon ng kidlat ay karaniwang gawa sa bakal.

Sila ay nakikilala sa pamamagitan ng disenyo:

a) multi-core conductor ng isang metal, na binubuo (depende sa cross-section ng conductor) ng 7; 19 at 37 magkahiwalay na mga wire na pinagsama-sama (Larawan 1, b);

b) single-wire wires na binubuo ng isang solid wire (Fig. 1, a);

c) stranded conductors ng dalawang metal - bakal at aluminyo o bakal at tanso.Ang steel-aluminum conductors ng conventional design (class AC) ay binubuo ng galvanized steel core (single-wire o twisted ng 7 o 19 wires), kung saan matatagpuan ang isang aluminum part, na binubuo ng 6, 24 o higit pang mga wire (Fig. 1 , ° C).

kanin. 1. Konstruksyon ng mga wire ng overhead lines: a — single-wire wires; b - stranded conductors; c - mga wire na bakal-aluminyo.

Ang data ng disenyo ng istruktura ng mga hubad na aluminum at steel-aluminum conductor ay nasa GOST 839-80.

Tingnan din: Mga hubad na istruktura ng kawad para sa mga linya ng kuryente sa itaas

Ang pagpili ng mga linya ng hangin ay nagsasangkot ng pagsasaalang-alang ng ilang mga kadahilanan, kung saan ang isa sa mga pinakamahalaga ay ang matagal na pag-init na may electric current. Ang pag-init ng mga wire ay naglilimita sa kapasidad ng paghahatid ng overhead line, humahantong sa kaagnasan ng mga wire, ang kanilang pagkawala ng mekanikal na lakas, pagtaas ng sag, atbp. Ang temperatura ng mga konduktor ay depende sa kasalukuyang pagkarga at ang mga kondisyon ng panahon ng ruta ng overhead line.

Ang kapasidad na nagdadala ng load ng mga wire ay lubhang naaapektuhan ng mga kondisyon ng panahon—bilis ng hangin, temperatura sa paligid, at solar radiation, na malawak na nag-iiba-iba sa buong taon.

Ang pagbabago sa bilis ng hangin ay sinasabing may mas malaking epekto kaysa sa pagbabago sa temperatura ng hangin. Ang mahinang hangin na may bilis na 0.6 m / s ay nagpapataas ng throughput ng mga wire ng 140% kumpara sa mga static na kondisyon ng hangin, habang ang pagtaas ng temperatura ng paligid ng 10 ° C ay binabawasan ito ng 10-15%.

Mga wire na tanso

Ang aking mga wire, na gawa sa mahigpit na iginuhit na kawad na tanso, ay may mababang resistensya (r = 18.0 Ohm x mm2/ km) at magandang mekanikal na lakas: maximum na tensile strength sp = 36 ... 40 kgf / mm2, matagumpay na lumalaban sa mga impluwensya ng atmospera at kaagnasan mula sa nakakapinsala mga dumi sa hangin.

Ang mga wire na tanso ay minarkahan ng letrang M kasama ang pagdaragdag ng nominal na cross-section ng wire. Kaya, ang tansong wire na may nominal na cross-section na 50 mm2 na minarkahan ng M - 50.

Sa kasalukuyan, ang tanso ay kakaunti at mahal na materyal, kaya naman halos hindi ito ginagamit bilang mga konduktor para sa mga linya ng kuryente sa itaas.

Mga wire ng aluminyo

Ang mga wire ng aluminyo ay naiiba sa mga wire na tanso na may mas mababang masa, bahagyang mas mataas na tiyak na pagtutol (r = 28.7 ... 28.8 Ohm x mm2/ km) at mas kaunting lakas ng makina: sp = 15.6 kgf / mm2 — para sa mga conductor ng AT class conductors at sp = 16 … 18 kgf / mm2 ng Atp wire.

Ang mga wire ng aluminyo ay pangunahing ginagamit sa mga lokal na network. Ang mababang lakas ng makina ng mga wire na ito ay hindi pinapayagan ang mataas na boltahe. Upang maiwasan ang malalaking arrow at i-secure ang kinakailangan PUE ang pinakamababang sukat ng linya sa lupa, ito ay kinakailangan upang bawasan ang distansya sa pagitan ng mga suporta at ito ay nagdaragdag ng gastos ng linya.

Upang madagdagan ang mekanikal na lakas ng mga wire na aluminyo, ang mga ito ay gawa sa mga multi-stranded, hard-drawn na mga wire. Mahusay na mapagparaya sa mga impluwensya sa atmospera, ang mga wire ng aluminyo ay hindi makatiis sa epekto ng mga nakakapinsalang impurities mula sa hangin.

Samakatuwid, para sa mga overhead na linya na itinayo malapit sa dalampasigan, salt lake at chemical plant, inirerekomenda ang AKP brand aluminum conductors na protektado laban sa corrosion (aluminum corrosion resistant, na may pagpuno ng espasyo sa pagitan ng mga conductor na may neutral na grasa). Ang mga konduktor ng aluminyo ay minarkahan ng titik A kasama ang pagdaragdag ng nominal na cross-section ng konduktor.

Mga wire na bakal

Ang mga bakal na wire ay may mataas na mekanikal na lakas: maximum breaking strength sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Ang mga steel wire ay single-wire o multi-wire.

Ang de-koryenteng paglaban ng mga wire na bakal ay mas mataas kaysa sa aluminyo, at sa mga network ng AC depende ito sa dami ng kasalukuyang dumadaloy sa wire. Ang mga wire na bakal ay ginagamit sa mga lokal na network na may boltahe na hanggang 10 kV kapag nagpapadala ng medyo mababang kapangyarihan, kapag ang pagtatayo ng mga linya na may mga wire na aluminyo ay hindi gaanong kumikita.

Ang isang makabuluhang kawalan ng mga wire at cable na bakal ay ang kanilang pagkamaramdamin sa kaagnasan. Upang mabawasan ang kaagnasan, ang mga wire ay galvanized. Mayroong dalawang brand ng stranded steel wire na magagamit: PS (steel wire) at PMS (copper steel wire). Ang mga PS wire ay may karagdagang tanso na hanggang 0.2%, at ang mga PSO wire ay ginawa na may diameter na 3; 3.5; 5 mm. Ang mga bakal na multi-wire cable lightning protection cable ay ginawa sa mga grade S-35, S-50 at S-70.

Mga wire na bakal-aluminyo

Ang mga konduktor ng bakal-aluminyo ay may parehong pagtutol tulad ng mga konduktor ng aluminyo ng parehong cross-section, dahil sa mga kalkulasyon ng elektrikal ng mga konduktor ng bakal-aluminyo, ang kondaktibiti ng bahagi ng bakal ay hindi isinasaalang-alang dahil sa kawalang-halaga nito kumpara sa kondaktibiti ng aluminyo na bahagi ng mga konduktor.

Ang mga istrukturang bakal na wire ang bumubuo sa loob ng steel aluminum wire, at ang mga aluminum wire ang bumubuo sa labas. Ang bakal ay idinisenyo upang madagdagan ang lakas ng makina, ang aluminyo ay isang conductive na bahagi.

Sa mga wire na bakal-aluminyo, ang mga karagdagang panloob na stress ay nangyayari sa aluminyo na bahagi ng kawad, dahil sa iba't ibang mga coefficient ng thermal expansion ng aluminyo at bakal.

Ang ipinag-uutos na limitasyon sa stress ng wire sa average na taunang temperatura para sa lahat ng conductor ay kinakailangan upang maiwasan ang mabilis na pagkapagod ng mga conductor dahil sa vibration.

Eksperimento na itinatag na ang aluminyo ay nagsisimulang mawalan ng mga katangian ng lakas nito sa mga temperatura sa itaas 65 ° C. Isinasaalang-alang ito, kapag pumipili ng pinakamataas na temperatura ng pagpapatakbo ng mga wire ng bakal-aluminyo, inirerekomenda na magplano ng pagbawas sa lakas ng aluminyo ng 12 — 15 % (na kung saan ay 7 — 8% pagkawala ng lakas ng wire sa kabuuan) ) sa buong buhay ng kanilang serbisyo, na humigit-kumulang tumutugma sa patuloy na operasyon ng wire sa loob ng 50 taon sa temperatura na 90 ° C. Dapat itong tandaan na ang kabuuang pagkawala ng mekanikal na lakas dahil sa panandaliang emergency overloads ng mga wire ay hindi lalampas sa 1%.

Ang mga sumusunod na tatak ng steel-aluminum wires (GOST 839-80) ay ginawa:

AC - wire na binubuo ng isang core - galvanized steel wires at isa o higit pang panlabas na layer ng aluminum wires. Ang kawad ay inilaan para sa pagtula sa lupa, maliban sa mga lugar na may maruming hangin na may mga mapanganib na compound ng kemikal;

INQUIRY, ASKP — katulad ng AC brand wire, ngunit may steel core (C) o buong wire (P) na puno ng grasa na humahadlang sa pagkakaroon ng wire corrosion. Idinisenyo para sa pagtula sa kahabaan ng baybayin ng mga dagat, mga lawa ng asin at sa mga pang-industriyang lugar na may maruming hangin;

ASK — katulad ng ASK wire, ngunit may steel core na insulated ng plastic sheath. Sa pagmamarka ng wire, pagkatapos ng letrang A, maaaring mayroong letrang P, na nagpapahiwatig na ang wire ay nadagdagan ang mekanikal na lakas (halimbawa, APSK).

Ang mga steel-aluminum wire ng lahat ng mga tatak ay ginawa na may ibang ratio ng cross-section ng aluminum na bahagi ng wire sa cross-section ng steel core: sa loob ng 6.0 ... 6.16 - para sa pagpapatakbo ng wire sa medium mekanikal na kondisyon ng pagkarga; 4.29 ... 4.39 — pinahusay na lakas; 0.65 … 1.46 — partikular na pinalakas na lakas: 7.71 … 8.03 — magaan na pagkakagawa at 12.22 … 18.09 — partikular na magaan.

Ang mga light wire ay ginagamit sa mga bagong itinayo at muling itinayong mga linya sa mga lugar kung saan ang kapal ng pader ng yelo ay hindi lalampas sa 20 mm. Ang mga reinforced steel-aluminum conductor ay inirerekomenda para sa paggamit sa mga lugar na may kapal ng pader ng yelo na higit sa 20 mm. Ang mga espesyal na malalakas na wire ay ginagamit para sa pagpapatupad ng mga malalayong distansya sa mga tawiran sa pamamagitan ng mga espasyo ng tubig at mga istruktura ng engineering.

Para sa isang mas kumpletong paglalarawan ng mga steel-aluminum conductor, ang nominal na cross-section ng conductor at ang cross-section ng steel core ay ipinasok sa pagtatalaga ng wire brand, halimbawa: AC-150/24 o ASKS-150 /34.

Mga wire ni Aldrei

Ang mga Aldry wire ay may halos parehong electrical resistance gaya ng aluminum wires, ngunit may mas malaking mekanikal na lakas. Ang Aldry ay isang aluminyo na haluang metal na may maliit na halaga ng bakal («0.2%), magnesiyo (» 0.7%) at silikon («0.8%); sa mga tuntunin ng paglaban sa kaagnasan, ito ay katumbas ng aluminyo. Ang kawalan ng Aldrey wires ay ang kanilang mababang resistensya sa vibration.

Lokasyon ng mga wire sa itaas na linya

Ang mga konduktor sa mga suporta ng mga overhead na linya ay maaaring ilagay sa iba't ibang paraan: sa mga single-circuit na linya - sa isang tatsulok o pahalang; sa mga linya na may double chain - reverse tree o hexagon (sa anyo ng isang «barrel»).

Ang pag-aayos ng mga wire sa isang tatsulok (Larawan 2, a) ay ginagamit sa mga linya na may boltahe na hanggang 20 kV, kabilang ang mga linya na may boltahe na 35 ... 330 kV na may metal at reinforced concrete support.

Ang pahalang na pag-aayos ng mga wire (Larawan 2, b) ay gagamitin sa mga linya 35 ... 220 kV na may mga kahoy na suporta. Ang pag-aayos ng mga wire na ito ay ang pinakamahusay mula sa punto ng view ng mga kondisyon sa pagtatrabaho, dahil pinapayagan nito ang paggamit ng mas mababang mga suporta at hindi kasama ang wire entanglement sa panahon ng pagbaba ng yelo at wire dancing.

Sa mga linya na may dalawang halaga, ang mga wire ay inilalagay alinman sa isang reverse tree (Larawan 2, c), na maginhawa para sa mga kondisyon ng pag-install, ngunit pinatataas ang masa ng mga suporta at nangangailangan ng suspensyon ng dalawang proteksiyon na mga cable o isang hexagon ( Larawan 2, G).

Ang huling paraan ay mas kanais-nais.Inirerekomenda para sa paggamit sa dalawang-halagang linya na may boltahe na 35 ... 330 kV.

Ang lahat ng mga pagpipiliang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang walang simetrya na pag-aayos ng mga wire na may kaugnayan sa bawat isa, na humahantong sa isang pagkakaiba sa mga de-koryenteng parameter ng mga phase. Para sa equation ng mga parameter na ito, ginagamit ang transposisyon ng mga wire, i.e. ang magkaparehong lokasyon ng mga konduktor na may kaugnayan sa isa't isa sa iba't ibang mga seksyon ng linya ay sunud-sunod na binago sa mga suporta. Sa kasong ito, ang konduktor ng bawat yugto ay pumasa sa isang ikatlo ng haba ng linya sa isang lugar, ang pangalawa sa isa at ang pangatlo sa ikatlong lugar (Larawan 3.).

kanin. 2. Pag-aayos ng mga wire at proteksiyon na mga cable sa mga suporta: a - na may tatsulok; b - pahalang; c - baligtad na puno; d - heksagono (barrel).

kanin. 3… Single-wire line transposition scheme.

Ang pagkalkula ng mekanikal na bahagi ng overhead na linya ay isinasagawa batay sa pag-uulit ng bilis ng hangin at ang kapal ng pader ng yelo sa mga wire, na nakakatugon sa mga kinakailangan para sa pagiging maaasahan at capitalization ng isang tiyak na klase ng mga overhead na linya.

Ang mga overhead na linya ng iba't ibang klase, kapag tumatawid sa parehong lupain, lalo na sa isang karaniwang ruta, ay dapat na idinisenyo para sa iba't ibang mga pagkarga ng hangin at yelo.

Mga kable ng proteksyon ng kidlat ng mga linya ng kuryente sa itaas

Ang mga cable na proteksyon ng kidlat ay sinuspinde sa itaas ng mga wire upang protektahan ang mga ito mula sa mga pag-alon ng atmospera. Sa mga linya na may boltahe sa ibaba 220 kV, ang mga cable ay nakabitin lamang sa mga diskarte sa mga substation. Binabawasan nito ang posibilidad ng magkakapatong na mga wire malapit sa substation. Sa mga linya na may boltahe na 220 kV pataas, ang mga cable ay sinuspinde sa buong linya. Karaniwang ginagamit ang mga bakal na lubid.

Noong nakaraan, ang mga kable ng mga linya ng lahat ng mga na-rate na boltahe ay mahigpit na pinagbabatayan sa bawat suporta. Ipinapakita ng karanasan sa pagpapatakbo na lumilitaw ang mga alon sa mga closed circuit ng grounding system — mga cable — na suporta. Bumangon sila bilang isang resulta ng pagkilos ng EMF na sapilitan sa mga cable sa pamamagitan ng electromagnetic induction. Kasabay nito, sa ilang mga kaso, ang mga makabuluhang pagkawala ng kuryente ay nangyayari sa paulit-ulit na pinagbabatayan na mga cable, lalo na sa mga ultra-high voltage na linya.

Ipinakita ng mga pag-aaral na sa pamamagitan ng pagsususpinde ng mga kable na may tumaas na kondaktibiti (bakal-aluminyo) sa mga insulator, ang mga kable ay maaaring gamitin bilang mga wire ng komunikasyon at bilang kasalukuyang mga konduktor upang mag-supply sa mga consumer na mababa ang kuryente.

Upang makapagbigay ng sapat na antas ng proteksyon sa kidlat sa mga linya, ang mga cable ay dapat na konektado sa lupa sa pamamagitan ng mga spark gaps.